(57)【要約】【課題】電極構造体を一体にかつ僅かな構成サイズで廉価に製作することができるようにする。【解決手段】面状の電極材料１を面状の支持体材料２にローラクラッドし、電極材料１および支持体材料２の厚さを圧延によって減少させ、次いで、電極材料１の面を構造化して、コンタクト面と給電線路とを形成し、電極材料１の、規定された部分を除去し、次いで、支持体材料２に位置する電極材料１を封止材料またはシートで被覆し、その後、支持体材料２を除去するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する電極構造体を製作するための方法において、面状の電極材料を面状の支持体材料にローラクラッドし、電極材料および支持体材料の厚さを圧延によって減少させ、次いで、電極材料の面を構造化して、コンタクト面と給電線路とを形成し、電極材料の、規定された部分を除去し、次いで、支持体材料に位置する電極材料を封止材料またはシートで被覆し、その後、支持体材料を除去することを特徴とする、電極構造体を製作するための方法。
【請求項２】
ローラクラッドと、厚さを減少させる圧延とを同時に行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
電極材料として、グループ：Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂから成る金属または該金属の少なくとも１つを含有した合金を使用する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
支持体材料として、金属または合金、有利にはＣｕおよび／またはＦｅまたはＣｕの合金および／またはＦｅの合金またはプラスチックを使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
構造化をフォトリソグラフィにより行い、電極材料の、予め規定された部分を後続のエッチングによって除去する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
フォトリソグラフィによる構造化のために、シートまたは液体の形のフォトレジスト材料を使用する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
エッチングを化学的なまたは電気化学的なエッチングまたはドライエッチングとして行う、請求項５記載の方法。
【請求項８】
給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する電極構造体を製作するための方法において、面状の電極材料を面状の支持体材料に被着し、次いで、電極材料の面を構造化して、コンタクト面と給電線路とを形成し、電極材料の、規定された部分をドライエッチングによって除去し、次いで、支持体材料に位置する電極材料を封止材料またはシートで被覆し、その後、支持体材料を除去することを特徴とする、電極構造体を製作するための方法。
【請求項９】
給電線路とコンタクト面とを形成する電極材料として、グループ：白金合金、金、金合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、コバルト−クロム−ニッケル合金、特殊鋼、ニッケル−チタン合金の材料を使用し、この場合、特にグループ：金、タングステン、イリジウムの少なくとも１つの金属を含有した白金合金を形成する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する、互いに電気的に絶縁された複数の電極から成る電極構造体において、給電線路と、所属のコンタクト面とが、それぞれ一体にかつグループ：白金合金、金、金合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、コバルト−クロム−ニッケル合金、特殊鋼、ニッケル−チタン合金の材料から形成されていることを特徴とする、電極構造体。
【請求項１１】
特にグループ：金、タングステン、イリジウムの少なくとも１つの金属を含有した白金合金が形成されている、請求項１０記載の電極構造体。
【請求項１２】
特にジルコニウムを含有したニオブ合金が形成されている、請求項１０記載の電極構造体。
【請求項１３】
給電線路が、非導電性の共通のマトリックスに少なくとも部分的に保持されている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項１４】
マトリックスが、フレキシブルな材料から形成されている、請求項１３記載の電極構造体。
【請求項１５】
電極がプレーナ形に形成されている、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項１６】
電極が、３μｍよりも大きく約１５μｍまでの厚さを有している、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項１７】
電極が、約０．１μｍ〜３μｍの厚さを有している、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項１８】
給電線路が、２０μｍよりも大きく約６０μｍまでの幅を有している、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項１９】
給電線路が、約２μｍ〜２０μｍの幅を有している、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項２０】
コンタクト面の幅が、給電線路の幅よりも大きく寸法設定されているかまたは同じ大きさに寸法設定されている、請求項１０から１９までのいずれか１項記載の電極構造体。
【請求項２１】
電極構造体の使用法において、請求項１０から２０までのいずれか１項記載の電極構造体を医学的な移植組織として使用することを特徴とする、電極構造体の使用法。
【請求項２２】
電極構造体の使用法において、請求項１０から２０までのいずれか１項記載の電極構造体を神経刺激および／または筋肉刺激のために使用することを特徴とする、電極構造体の使用法。
【請求項２３】
電極構造体の使用法において、請求項１０から２０までのいずれか１項記載の電極構造体を蝸牛移植組織、網膜移植組織または皮質電極として使用することを特徴とする、電極構造体の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する電極構造体を製作するための方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する、互いに電気的に絶縁された複数の電極から成る電極構造体に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、電極構造体の使用法に関する。
【背景技術】
【０００４】
このような形式の電極構造体は、たとえば国際公開第０２／０８９９０７号パンフレットに基づき公知である。当該パンフレットに記載された方法では、シートが支持体に被着され、その後、シートが適宜に構造化される。シートから製作された電極は、刺激のために蝸牛移植組織として使用される。このような移植組織は、国際公開第０２／０８９９０７号パンフレットに詳しく説明されている。
【０００５】
アメリカ合衆国特許第６２６６５６８号明細書から、蝸牛電極の製作を知ることができる。この蝸牛電極は、フレキシブルな管状の支持体に配置されている。
【特許文献１】国際公開第０２／０８９９０７号パンフレットに
【特許文献２】アメリカ合衆国特許第６２６６５６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、電極構造体を製作するための方法を改良して、電極構造体を一体にかつ僅かな構成サイズで廉価に製作することができるようにすることである。さらに、本発明による電極構造体のための使用法が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために本発明の方法では、面状の電極材料を面状の支持体材料にローラクラッドし、電極材料および支持体材料の厚さを圧延によって減少させ、次いで、電極材料の面を構造化して、コンタクト面と給電線路とを形成し、電極材料の、規定された部分を除去し、次いで、支持体材料に位置する電極材料を封止材料またはシートで被覆し、その後、支持体材料を除去するようにした。
【０００８】
有利な実施態様は、従属請求項の特徴から明らかである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による方法では、面状の電極材料が面状の支持体材料にローラクラッドされ、電極材料および支持体材料の厚さが圧延によって減少させられ、次いで、電極材料の面が構造化されて、コンタクト面と給電線路とが形成され、電極材料の、規定された部分が除去され、次いで、支持体材料に位置する電極材料が封止材料またはシートで被覆され、その後、支持体材料が除去されるようになっている。この場合に行われる冷間変形加工によって、機械的な特性の調整が広幅の範囲で可能となる。冷間変形加工の程度が高ければ高いほど、達成可能な機械的な強度がますます高くなる。ローラクラッドは公知先行技術による製作よりも経済的であり、必要となる変形加工程度が自由に調整可能である。したがって、比較的大きな層厚さを達成することができ、これによって、より大きな横断面に基づくより低い電気抵抗を備えたより長い給電線路が可能となる。ローラクラッド時に電極材料だけでなく、支持体材料も比較的大きな材料厚さから出発されるので、材料選択の一連の可能性が得られる。まず、厚さを減少させる圧延がローラクラッドと同時に行われると有利である。その後、所望の最終厚さを複数回の圧延パスを介して調整することができる。
【００１０】
電極材料として、特にグループ：Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂから成る金属または該金属の少なくとも１つを含有した合金が適している。支持体材料として、金属または合金、有利にはＣｕおよび／またはＦｅまたはＣｕの合金および／またはＦｅの合金またはプラスチックを使用することができると有利である。材料の選択によって、電極構造体の特性の調整が可能となり、これによって、たとえば容易に曲げることができる軟質の電極構造体または（強い機械的な負荷時の）高い引張り強度もしくは（交番曲げ負荷時の）高い交番曲げ強度を備えた電極構造体が得られる。イリジウムを白金に加えて合金にすることによって、たとえば２５０Ｎ／ｍｍ２（ＰｔＩｒ５、焼き鈍されている）未満の引張り強度を２０００Ｎ／ｍｍ２（高い冷間変形加工を伴ったＰｔＩｒ３０）を上回るまで変えることができる。高い強度はＰｔＡｕ合金（たとえばＰｔＡｕ５）によっても達成可能である。ＰｔＷ合金（たとえばＰｔＷ８）は特に良好な交番曲げ強度を有している。タンタル合金では、タングステン割合の上昇につれて強度を高めることができる。白金とその合金とは、電極の電気的な極性と無関係に高い生体適合性を有している。
【００１１】
生体適合性の電極構造体は一般的に化学的に安定しているので、支持体材料は、電極構造体が製作された後、たとえばエッチング法によって容易に除去することができるように選択することができる。
【００１２】
構造化がフォトリソグラフィにより行われ、電極材料の、電極構造体を形成しない部分が、予め規定された部分として後続のエッチング（特に化学的なエッチング、電気化学的なエッチングまたはドライエッチング）によって除去されると有利である
フォトリソグラフィによる構造化のために、シートまたは液体の形のフォトレジスト材料が使用されると有利である。フォトリソグラフィ法は、たとえば国際公開第０２／０８９９０７号パンフレットに基づき公知のＥＤＭ法（放電加工法）よりも十分に高いフレキシビリティと同時に、製作したいジオメトリを有している。フォトリソグラフィ法は著しく効率的でもある。なぜならば、多数の電極を備えた大きな電極構造体を同時に処理することができるからである。ドライエッチング／プラズマエッチングは、種々異なる材料を同一の方法で構造化することができるという利点を有している。したがって、択一的には、給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する電極構造体を製作するための本発明による方法において、面状の電極材料を面状の支持体材料に被着し、次いで、電極材料の面を構造化して、コンタクト面と給電線路とを形成し、電極材料の、規定された部分をドライエッチングによって除去し、次いで、支持体材料に位置する電極材料を封止材料またはシートで被覆し、その後、支持体材料を除去することが提案される。
【００１３】
電極構造体のために、グループ：白金合金、金、金合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、コバルト−クロム−ニッケル合金、特殊鋼、ニッケル−チタン合金の材料が使用され、この場合、特にグループ：金、タングステン、イリジウムの少なくとも１つの金属を含有した白金合金が形成されると有利である。
【００１４】
給電線路と、該給電線路に続くコンタクト面とを有する、互いに電気的に絶縁された複数の電極から成る本発明による電極構造体は、それぞれ一体の給電線路と所属のコンタクト面とを有している。給電線路と所属のコンタクト面とは、グループ：白金合金、金、金合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、コバルト−クロム−ニッケル合金、特殊鋼、ニッケル−チタン合金の材料から形成されている。この場合、白金合金は、特に金、タングステンおよび／またはイリジウムを含有している。特にジルコニウムを含有したニオブ合金が形成されている。
【００１５】
給電線路が、非導電性の共通のマトリックスに少なくとも部分的に保持されていると有利である。この場合、マトリックスをフレキシブルな材料から形成することができると有利である。
【００１６】
電極がプレーナ形に形成されていると有利である。さらに、電極が、３μｍよりも大きく約１５μｍまでの厚さを有しているかまたは、極めて肉薄の電極が必要となる事例では、電極が、約０．１μｍ〜３μｍの厚さを有していると有利である。
【００１７】
給電線路が、２０μｍよりも大きく約６０μｍまでの幅を有しているものの、より微細な構造体が必要となる事例では、給電線路が、約２μｍ〜２０μｍの幅を有していると有利である。
【００１８】
コンタクト面の幅が、給電線路の幅よりも大きく寸法設定されているかまたは同じ大きさに寸法設定されていると特に有利である。
【００１９】
本発明によれば、電極構造体を、医学的な移植組織として、神経刺激のためにかつ／または筋肉刺激のために、蝸牛移植組織、網膜移植組織としてまたは皮質電極として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
まず、電極材料１としてＰｔＩｒ１０が、銅から成る支持体材料２にローラ被着される。１ｍｍの厚さの白金合金薄板と９ｍｍの厚さの銅薄板とから出発して、ローラクラッド時にもしくは圧延時に白金合金の１０μｍおよび銅薄板の９０μｍの最終厚さが達成される。電極材料１には、３８μｍの厚さを備えた市販のネガ型のフォトレジスト３が塗布される。その後、実現したい構造体を描出したフォトマスク４（ガラスマスク）が被着される。このためには、材料が露光機器にもたらされる。この露光機器の構成要素はフォトマスク４である。ＵＶ光５によって露光が行われる。その後、フォトレジスト３の構造体が形成され、次いで、電極材料１の層がプラズマエッチングされる。
【００２２】
フォトレジスト３を除去した後、電極材料１の電極構造体が支持体材料２に提供される。相応の経過が図１に上方から下方に示してある。フォトレジスト３が除去された後、電極構造体が、注型によってシリコーンに埋め込まれ、支持体材料２が除去される。シリコーンのほかに、別のポリマ、たとえばポリイミド、ポリウレタン、パリレンまたはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が封止材料として使用されてもよい。
【００２３】
最終的な電極構造体を明瞭にするために、図２に例示的な構成が示してある。当然ながら、コンタクト面６もしくは給電線路７は別の形で形成されていてもよい。たとえば、コンタクト面６は円形にまたは楕円形に形成されていてよい。図２では、給電線路７が僅かに折り曲げられている。このことは、後続の処理のために必要となり得るかもしくは使用され得る。図２には、給電線路７を備えた２つのコンタクト面６が例示的にしか示されていない。具体的な使用事例では、一般的にこのような形式の複数の構造体が、多くの箇所で刺激することができるようにするために必要となる。ポリマ構造体は、図１および図２に便宜上示していないが、このような配置形式は、当業者にすでに公知先行技術に基づき明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電極構造体の製作を示す図である。
【００２５】
【図２】完成した電極構造体を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  電極材料、  ２  支持体材料、  ３  フォトレジスト、  ４  フォトマスク、  ５  ＵＶ光、  ６  コンタクト面、  ７  給電線路
【図１】
2005007175.tif 000003
【図２】
2005007175.tif 000004